一种pid控制仿真的实现

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1、本文已经发表于《计算技术与自动化》(中国科技核心期刊)2013年第1期25～27页本文只供参考和学习，不可直接复制抄袭。一种PID控制仿真的实现杨鹏(白银有色集团股份公司装备与自动化控制研究所，甘肃白银730900)摘要：由于PLC、DCS在当今工业领域的普遍使用，技术人员可以通过“编程”的方式，快捷廉价地实现PID控制，所以PID控制越发显得重要了。本文详细介绍了PID控制理论；探讨了PID控制的应用场合，以及使用时的注意事项；由于计算机的工作方式具有离散型，所以对相关公式进行了离散化，以便于计算机仿真，由

2、于阶跃信号的特殊性，无法进行较好的离散化，本文采用了一种改进的离散化阶跃信号，实验证明，这种改进型的离散化阶跃信号能有效地减少误差；介绍了面向对象思想在编程领域的应用，使用面向对象语言实现了PID控制仿真。关键字：PID控制；计算机仿真；改进型离散阶跃信号；面向对象语言中图分类号：TP15文献标识码：ARealizationofakindofPIDcontrolsimulationYANGPeng(Instituteofequipmentandautomatedcontrol,BaiyinNonferrous

3、MetalGroupCo.Ltd.,Baiyin730900,China)Abstract：AsaresultofPLC,DCSintheindustrytodayisincommonuse,technicalpersonnelcanthroughthe"programming"waytocheaplytorealizePIDcontrol,soPIDcontroltheoryisincreasinglybecomingimportant.Inthispaper,thePIDcontroltheoryisin

4、troduced;TheapplicationconditionsofthePIDcontrolareintroduced,thesuitabilityofthePIDforuseisintroduced;Asthecomputer'swayofworkingisdiscrete,sotherelevantequationsarediscretizedinordertocomputersimulation,duetotheparticularityofthestepsignal,itcannotbegoodd

5、iscretized,animproveddiscretizationstepsignalisadopted,thefactshaveprovedthatitiseffectivetoreducetheerror.Object-orientedthinkingintheprogrammingfieldisintroduced,realizationofakindofPIDcontrolsimulationisdonewiththeobject-orientedlanguage.KeyWords：PIDcont

6、rol;computersimulation;improveddiscretestepsignal;object-orientedlanguage1引言PID控制是“比例-积分-微分控制”的简称，根据人们的思维方式创建，具有符合人们思维习惯、经验资料丰富、易于改进，以及具有自动调节、抗干扰、等诸多优势，甚至在不需了解被控对象内部机理的情况下，也能实现“稳、准、快”控制，在模拟量的就地控制中，PID控制有着举足轻重的地位。另外，由于PID控制会使得执行机构频繁动作，所以PID控制有一定的适用范围。在当今的工业生

7、产中，现场总线技术使得工业控制呈现为“网络化”特征，而由于以PLC、DCS为代表的数字式控制器的普遍使用，技术人员可以通过“编程”的方式实现控制逻辑，所以如今的工业控制又呈现为“软件化”的特征。工业控制的软件化，使得技术人员可以非常容易、快速、廉价地实现PID控制，也可以非常方便地进行PID参数的整定，这是固态PID控制器根本无法实现的。市面上的PLC和DCS产品大都提供了现成的PID控制算法，很多类型的变频器也配备了软件化(设置参数即可)的PID控制器。实现一种PID控制仿真软件，不仅可以实现对现有系统的仿

8、真，更是是学习PID控制理论的工具。本文介绍的PID仿真程序，采用了面向对象语言，从PID控制的基本理论出发，采用数值积分法[1]，使用基本语句编程而成。2PID控制简介至少在结构简单的线性负反馈系统中，PID控制是有效的。无论系统涉及什么设备，该系统的结构框图最终应该是一个简单的负反馈结构，所以PID控制最常见的应用场合为模拟量的“就地控制”。图1为一个带有PID控制的典型负反馈系统。图1带有PI